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歐洲新動向：北海氫能樞紐港重塑全球能源版圖

2025-02-05 10:27

香橙會

關注

氫能技術的進步，使得深遠海風電開發成為可能。

這其中又以歐洲最為積極。歐洲占據了全球85%的海上風電制氫項目，形成了一個以荷蘭、英國、德國為主的能源戰略三角區，有望形成北海氫能樞紐港，重塑全球能源地理格局。

而海上風電配套制氫，給電解槽企業開辟了一個新的巨大應用場景。一些國際性研究機構認為，海上風電制氫有望率先讓綠氫成本接近灰氫，從而實現綠氫平價。

緊隨這一趨勢，我國也在進行深遠海風電示范項目。香橙會研究院對歐洲海上風電進行跟蹤研究，以下為初步研究成果。

海上風電制氫的發展背景與趨勢

全球能源體系正面臨兩大挑戰：化石能源的不可持續性和可再生能源的消納問題。國際能源署（IEA）研究表明，若維持現有能源結構，全球氣溫升幅將在2050年前突破2℃的臨界閾值。與此同時，風能、光伏等可再生能源因出力波動性，對電網接入和消納提出了嚴峻挑戰，這一問題在德國和英國等能源轉型先行國家尤為突出。以德國為例，2022年其可再生能源發電占比已達48.3%（風電25.9%、光伏11.4%），但由于北部風電資源富集區與南部工業負荷中心之間的輸電瓶頸，全年棄風電量達3.264 TWh（輸電網0.733 TWh、配電網2.531 TWh）。這些被浪費的電量足以供100萬臺電動汽車行駛約16億公里，相當于繞地球4萬圈。

面對可再生能源消納與化石能源替代的雙重壓力，海上風電制氫技術展現出獨特價值。國際可再生能源機構（IRENA）早在2018年《Hydrogen from Renewable Power》報告中已論證，將電解槽與海上風電場共址部署可減少15%-20%輸電損耗。

海上風電制氫技術的經濟可行性，正隨著海上風電的風機大型化與深遠海化的發展趨勢持續增強。據歐洲風能協會（WindEurope）2024年統計，2010年至2023年期間，歐洲海上風機單機容量實現跨越式增長——從3.1MW大幅提升至15MW。與此同時，行業加速向深遠海布局，這種戰略轉向帶來多重增益：Rystad Energy與WindEurope在2024年聯合發布的《Our wind, our value》中揭示，北海中部深遠海區域年平均風速達10-12米/秒，較近岸高出30%，穩定的氣流環境使設備壽命延長超20%，年等效滿發小時數更突破4000小時大關，在此環境下使用14MW機組建設1GW海上風電場，較10MW機型節省約1億美元安裝成本，運維環節因電纜接口減少40%、檢修頻次下降，可使占全生命周期成本30%的運維支出降低15%以上。技術升級與區位優化的雙重作用，正在系統性降低風電制氫的度電成本，為海上風電制氫的商業化鋪設現實路徑。

表 1：深遠海定義

資料來源：公開資料，香橙會研究院整理

在深遠海風電制氫領域，浮式風電成為深遠海制氫的核心支撐，關鍵驅動因素為兩大剛性需求（數據來源：Rystad Energy 《2023 Wind Trend Report》）：

· 深水開發經濟性突破：傳統固定式基礎在水深超60米后成本飆升，浮式平臺（半潛式/張力腿式）可經濟開發200米以上深水海域，大幅擴展可開發資源量。

· 輸電成本替代最優解：海底電纜鋪設成本超200萬美元/公里，浮式風電就地制氫可節省30%以上電力輸送成本，規避長距離輸電損耗與基建投入

表 2：四種漂浮式風電基礎技術路線對比

資料來源：公開資料，香橙會研究院整理

針對電解水制氫技術路線，質子交換膜（PEM）電解技術憑借三大特性成為海上風電制氫主流選擇：

· 動態響應能力：5秒內完成負荷調節（對比堿性電解槽需分鐘級），完美適配風電波動性（國際能源署《全球氫能技術評估》2022年）

· 空間適配性：標準PEM電解設備尺寸（2400×1700×2000毫米）可集成至5.5MW風機塔筒（底部直徑6.5米），減少15%-20%電力損耗（西門子能源2023年實測數據）

· 純度經濟價值：產出氫氣純度達99.999%

圖 1：在風機塔筒底部集成制氫設備

資料來源：通用電力官網

海上風電項開發的三種模式

結合技術路線和海上環境的要求，當前海上風電制氫已形成三類主流開發模式，其技術特征與適用場景呈現顯著差異（數據來源：Techno-economic evaluation and resource assessment of hydrogen production through offshore wind farms: A European perspective）：

2.1 陸上電解制氫：

通過海底電纜將電力輸送至陸上電解槽制氫。優勢在于：

· 運維便捷（陸基設備可達性高）

· 空間充裕（無海上平臺尺寸限制）

· 環境穩定（規避鹽霧腐蝕等海洋環境挑戰）

2.2 海上集中式制氫

在海上平臺集中布置電解設備，適用于深遠海大型項目，優勢在于：

· 電力匯集后就地轉化，減少長距離輸電損耗

· 可改造利用退役油氣平臺（降低30%-40%基建成本）

· 氫氣通過船舶/管道運輸，需配套儲運設施

2.3 海上分布式制氫

在單臺風機平臺集成模塊化電解裝置，優勢在于：

· 省去集中式平臺建設（節省約25%初期投資）

· 依賴海底輸氫管網（現有基礎設施利用率決定經濟性）

這種開發模式也有明顯的劣勢，即空間約束顯著（5MW級風機平臺僅能容納≤2.5MW電解槽）

圖 2：海上風電制氫三種開發模式（(a) 陸上電解水制氫 (b) 集中式海上電解水制氫 (c) 分布式海上電解水制氫）

資料來源：《Techno-economic evaluation and resource assessment of hydrogen

production through offshore wind farms: A European perspective》

全球海上風電制氫發展情況：122個項目4個投入運營12個進入建設階段

全球海上風電裝機正以創紀錄速度擴張——全球風能理事會（GWEC）2024年4月《全球風能報告2024》顯示，2023年全球新增海上風電裝機10.8GW，同比激增22.7%（2022年：8.8GW），這為海上風電制氫提供了年均超36TWh的潛在電力供給。

但裝機規模的高速增長尚未轉化為制氫項目的成熟度突破。國際能源署（IEA）2024年10月統計表明，全球610個明確標注能源類型的電解水制氫項目中，海上風電制氫占比達47%（122個），卻僅有4個項目投入運營，12個進入建設階段，這說明從整體上看海上風電制氫項目仍處在發展早期。

圖 3：全球公布能量來源的電解水制氫項目：610個，其中122個為海上風電制氫

資料來源：IEA，香橙會研究院整理

表 4：海上風電制氫項目情況

資料來源：IEA，香橙會研究院整理

全球海上風電制氫區域布局：荷蘭-英國-德國戰略三角區

全球海上風電制氫版圖呈現出顯著的"歐洲中心化"特征。最新數據顯示，全球現有122個相關項目中，歐洲以104個項目（占比85%）占據絕對主導地位，項目數量排名前十的國家中有9個歐洲國家，合計掌控96個項目（占總量的78.6%）。其中荷蘭（28個）、英國（22個）、德國（13個）三國形成戰略三角區，共持有63個項目（全球占比51.6%），成為規模化發展的核心引擎。這種高度集聚的產業格局，根源在于歐洲各國持續的政策賦能：荷蘭通過3.38億歐元專項基金加速油氣管道制氫改造，英國設立73億英鎊國家財富基金破解棄風消納難題，德國立法保障2030年10GW電解槽目標，三國以差異化的政策工具構建起技術-資本-市場的協同網絡，推動海上風電制氫從概念驗證向產業閉環加速演進。

北海氫能樞紐港

資料來源：IEA，香橙會研究院整理

圖 5：荷蘭、英國、德國海上風電制氫項目數居全球前三，共63個

資料來源：IEA，香橙會研究院整理

荷蘭憑借系統性布局引領歐洲海上風電制氫浪潮。作為全球首個實施海上風電制氫商業示范的國家，荷蘭以2030年實現70%電力來自可再生能源為核心目標，構建了從資源開發到終端應用的全鏈條體系。根據2021年發布的氫能戰略，荷蘭計劃分階段推進綠氫產能建設：2025年前完成500MW示范項目，2030年將產能提升至4GW并實現年產量30萬噸，最終在2050年達到氫能產業鏈總產值100億歐元。為實現這一目標，政府通過"GroenvermogenNL"基金投入3.38億歐元，重點改造北海現有油氣基礎設施——2023年已完成3條海底管道的氫氣適應性測試，預計2025年鹿特丹港200MW電解槽集群投產后，可形成日供60噸綠氫的能力。同步推進的海上風電裝機規劃顯示，2030年裝機容量將達11.5GW，2050年進一步擴展至38-72GW，為制氫提供穩定電源保障。

英國正將棄風危機轉化為氫能發展機遇。盡管2023年以1.18GW新增裝機貢獻歐洲36%的海上風電增量，但輸電基建滯后導致2022年棄風補貼高達2.1億英鎊，據智庫Policy Exchange預測，這一成本將在2030年飆升至35億英鎊。為此，英國在《2030年清潔電力行動計劃》中設定雙重目標：50GW海上風電裝機包含5GW制氫專屬容量，同時將2022年可轉化11.8萬噸綠氫的棄風電力利用率提升至2029年的45.5萬噸。政策工具箱持續加碼——2024年將海上風電投標價上限提高66%，配套8億英鎊專項補貼吸引開發商；7月成立73億英鎊國家財富基金，通過新設的"大英能源"公司主導20-30GW項目開發。技術創新同步突破：HyDEX項目驗證漂浮式風電直連制氫技術，實現82%的轉化效率（2024年中期數據），為深遠海開發鋪平道路。

表 5：英國歷年棄風電量制氫潛力與電解槽規模對應表

資料來源：《Turning Wasted Wind into Clean Hydrogen》

德國以需求側改革破解能源地理困局。面對北部風電場與南部工業區之間的輸電瓶頸，以及僅40%的能源自給率，德國在2023年修訂的《國家氫能戰略》中明確"北氫南送"路徑：計劃2030年建成10GW電解槽產能，并通過《海上風電法案》設定30GW（2030年）、70GW（2045年）的裝機目標。為加速氫能產業化，政府建立年度500MW海上制氫項目招標機制，重點保障鋼鐵、化工行業需求，其中北德PtG試點項目已實現風電制氫注入天然氣管網、經改造后的南德管網直供工業用戶的閉環驗證（2024年試運行）。經濟杠桿同步發力：碳差價合約（CCfD）機制為12個工業項目提供價格擔保，確保綠氫相較灰氫保持15%-20%的成本競爭力。這種供需雙側聯動的策略，正推動德國從歐洲最大氫能消費國向生產-消費一體化樞紐轉型。

歐洲海上風電制氫五大開發模式

海上風電制氫的商業化進程面臨多重制約：離岸距離增加帶來的輸電損耗、深遠海基建配套薄弱、電解設備耐腐蝕性不足以及氫氣儲運成本高企等核心挑戰。對此，歐洲通過持續的技術迭代與場景適配，逐步構建出四大主流開發范式：風電平臺+電解設備、海上風電+新建海上平臺+電解設備、海上風電+舊平臺改裝+電解設備、和海上風電+陸上電解開發模式，下文將聚焦這四種主流開發模式，以及基于這四種模式的九大實際項目案例，通過具體例子說明它們的技術原理和實際應用中的經驗。

單一開發模式項目：

5.1 風電平臺+電解設備:

該模式是一種離岸分布式制氫解決方案，主要應用于新建海上風電場開發場景。該模式通過在每個風力發電機組的支撐平臺上直接集成模塊化電解槽裝置，形成分布式制氫網絡，其核心優勢在于系統設計的冗余性：當單個電解單元因故障停機時，其余風機平臺仍可持續進行海水電解制氫作業，這種模塊化架構顯著提升了整體系統的運行可靠性與維護便利性。

具體項目

1、英國Dolphyn

由英國ERM公司主導的Dolphyn項目位于蘇格蘭阿伯丁近海，采用Principle Power公司的WindFloat®浮動半潛式風電平臺技術，并配備PEM電解槽制氫裝置（由NEL Hydrogen供應）。項目整體規劃裝機容量4GW，完全投產后預計年產量達36萬噸綠氫（約合12TWh能源當量），所產氫氣將通過海底管道回輸至陸上，主要用于工業供熱、發電及交通領域。

項目分三期推進：一期2MW原型機已于2024年夏季投運；二期10MW示范項目計劃2026年啟動；三期首個商業化風電場擬于2032年建成。最終計劃于2037年實現4GW全規模運營。截至2025年1月，項目已完成前端工程設計（FEED），正開展海上平臺集成測試，驗證電解制氫、海水淡化與風電系統的一體化工藝。

圖 6：Dolphyn項目單體風機設計圖

資料來源：Dolphyn項目官網

2、挪威Deep Purple

由英國水下技術與能源油氣技術解決方案供應商TechnipFMC主導的Deep Purple項目位于挪威康斯堡（毗鄰該公司北歐總部），通過海上風電驅動海水電解制氫，并首創海底儲氫技術實現可再生能源按需調度。項目采用PEM電解槽（供應商含NEL Hydrogen等），風機平臺就地完成電力轉化制氫，氫氣經海底管道輸送至陸基儲能系統，最終通過燃料電池回轉為電能供應市場。

項目于2021年1月獲挪威創新中心900萬歐元資助，2023年1月正式啟動建設，分三階段推進：首階段完成陸上試點系統的設計與建造，2025年1月已完成陸上試點核心驗證，進入海上規模化部署前的關鍵技術攻堅階段；后續將拓展海上風電制氫-儲氫全鏈條驗證，最終實現規模化綠氫生產。目前項目聯盟正加速技術攻關，重點驗證海底儲氫安全性與能源轉換效率。

圖 7：挪威Deep Purple項目設計規劃圖

資料來源：挪威Deep Purple項目官網

3、德國AquaPrimus

由德國能源巨頭RWE牽頭的AquaPrimus項目位于黑爾戈蘭島外海，計劃于2025年率先安裝兩臺單機容量14MW的海上風機，并在每座風機基礎平臺上集成電解制氫裝置（供應商含挪威NEL公司）。項目首期年產綠氫可達2萬噸，所產氫氣將通過專屬海底管道直輸黑爾戈蘭島樞紐站，再經陸上管網輻射至德國工業終端。

項目分兩階段實施：

· 示范階段（2025-2035）：聚焦2臺風機與制氫系統聯調，驗證離岸制氫穩定性；

· 擴展階段（2035年起）：通過建設AquaDuctus跨海輸氫管網，將年輸送量提升至百萬噸級，打造北海氫能動脈。

截至2025年1月，殼牌（Shell）、RWE、GASCADE與Gasunie四大企業已簽署合作聲明，共同推進項目可行性研究及管網規劃。當前工程重點為風機基礎施工與電解設備海上適應性測試。

圖 8：德國AquaPrimus項目布局示意圖

資料來源：AquaPrimus項目官網

4、德國H2Mare項目

該項目旨在通過海上風電直接制氫及生產多元能源衍生物（Power-to-X，PtX），推動深遠海可再生能源的規模化應用。以下從技術路徑、實施進展、創新價值等方面展開介紹（以下介紹內容來自H2Mare項目官網弗勞恩霍夫研究所（IWES）的H2Mare項目頁面）：

項目定位與技術方案

核心目標：

通過將電解槽直接集成至海上風機平臺，構建“風電直供-制氫-儲運-應用”全鏈條閉環，實現綠氫及其衍生品（如綠色甲醇、氨、合成燃料）的離網生產，降低對陸上電網的依賴。

技術亮點：

· 電解槽創新：開發緊湊型PEM電解槽，適應高鹽霧、波浪沖擊等惡劣環境，啟動時間短（僅需數分鐘），支持風電波動性供電。

· 海水直接電解：無需預處理海水，通過廢熱回收驅動海水淡化，提升整體效率至75%以上。

· PtX衍生品生產：利用海上捕獲的CO和氮氣（取自空氣或海水）合成甲醇、費托燃料及氨，拓展氫能在航運、航空等領域的應用。

項目時間線

· 研發階段（2021-2025）：技術驗證：完成5MW級電解系統陸上測試，模擬海上極端環境（如12級海況、鹽霧腐蝕），驗證設備穩定性。系統集成：弗勞恩霍夫研究所（IWES）建立數字孿生平臺，模擬“風電-制氫-PtX”全鏈條協同運行，優化動態響應算法。

· 示范階段（2025-2030）：2026年部署首個集成PEM電解槽的浮式風機原型，測試海上黑啟動能力（無外部供電的自恢復）。建設兆瓦級海上PtX平臺，年產綠氫數千噸，同步驗證甲醇合成工藝。

· 商業化階段（2030年后）：目標實現10GW級海上制氫產能，年產綠氫超100萬噸，并通過改造北海天然氣管道或液氫船運輻射歐洲工業集群

項目投資額度&開發成員：

項目總預算約1.5億歐元，其中德國政府資助1億歐元，西門子能源與歌美颯聯合注資1.2億歐元。項目開發成員包括西門子能源（主導電解槽與風機集成）、西門子歌美颯（提供浮式風電技術）、弗勞恩霍夫研究所（材料與系統仿真）、卡爾斯魯厄理工學院（PtX工藝優化）等32家機構參與。

項目經濟性：

當前綠氫成本約5~6歐元/千克，目標2030年降至2歐元/千克以下，需通過規模化與技術創新實現。項目為歐盟2050年海上風電450GW目標提供技術支撐，助力重工業（鋼鐵、化工）及航運脫碳，該項目作為北海“氫能走廊”的主要組成部分可覆蓋德國魯爾工業區、荷蘭鹿特丹港等需求中心，減少氫氣運輸成本30%以上。

圖 9：H2Mare項目總體規劃

資料來源：弗勞恩霍夫研究所（IWES）的H2Mare項目頁面

5.2 海上風電+新建海上平臺+電解設備：

針對離岸距離超200公里或分散式制氫成本過高的風電場群，該方案通過新建海上中央制氫平臺，就近完成風電電力→綠氫能源轉換，規避長距離海底電纜傳輸的高損耗（國際可再生能源署（IRENA）在2018年發布的報告《Hydrogen from Renewable Power》中測算這種布局可降低電力傳輸損耗達15%-20%）。其核心價值在于規模化效益——集中部署5MW級以上電解槽集群，單位制氫成本較分散式降低30%以上，尤其適用于北海、波羅的海等深遠海風電場連片開發場景。

具體項目

5、德國Tractebel Overdick項目

由法國ENGIE集團旗下Tractebel公司主導的德國北海風電制氫項目，計劃建設全球首個模塊化浮動制氫樞紐平臺，該項目的核心信息如下：

項目定位與技術參數

· 基礎規模：依托400MW海上風電場，首期平臺配置PEM電解制氫系統，單小時最大產能8萬立方米綠氫（約合年產約7萬噸）

· 柔性擴展：采用模塊化架構設計，制氫容量支持100MW至800MW靈活擴容，適配不同規模風電場

· · 能源轉化率：風電-氫能綜合轉換效率目標超75%（含海水淡化能耗）

技術方案與創新

平臺設計：2019年提出概念，2020年完成抗風暴浪、防鹽霧腐蝕的優化結構設計；

輸氫路徑：雙通道消納方案

· 海底管道：直連德國本土工業基地

· 液氫船運：通過穿梭油輪輻射北歐港口

實施階段

· 2019-2020年：完成技術可行性論證與平臺工程設計;

· 2021-2023年：開展海域適應性模擬與供應鏈搭建;

· 2024年至今：處于工程化可行性研究階段，重點驗證極端海況下設備穩定性。

圖 10：Tractebel Overdick項目布局圖

資料來源：Tractebel Overdick項目官網

圖 11：Tractebel Overdick項目制氫平臺示意圖

資料來源：Tractebel Overdick項目官網

圖 12：Tractebel-Overdick項目采用的三角式浮式風機示意圖

資料來源：Tractebel Overdick項目官網

6、德國AquaSector項目

由歐洲能源巨頭RWE、殼牌（Shell）、Gasunie與挪威國能（Equinor）聯合開發的北海風電制氫項目，聚焦深遠海綠氫規模化生產與輸送，項目核心信息如下：

項目技術方案

· 制氫模式：采用海上集中制氫平臺，電解槽與風電直連（電解槽供應商和技術路線未披露），氫氣即產即輸（不設平臺儲氫）；

· 輸送路徑：通過海底管道直送德國黑爾戈蘭島樞紐站，遠期擬利用北海海底鹽穴實現百萬噸級氫氣戰略儲備；

· 產能規劃：2028年首期投運300MW電解槽，年產綠氫2萬噸；2035年擴展至10GW級產能，成為歐洲綠氫核心供應源。

實施進展

現階段：已完成海域勘測與管網路由設計，電解槽招標進入技術評估階段；2026年啟動平臺建造，2027年開展鹽穴儲氫可行性驗證。

圖 13：AquaSector項目設計概念圖

資料來源：Equinor官網

7、法國Sealhyfe項目

由法國Lhyfe公司主導的全球首個浮式風電制氫一體化平臺項目，在法國國家海洋試驗中心（SEM-REV，Le Croisic海域）完成技術驗證，項目核心信息如下：

技術方案

· 能源耦合：采用BW Ideol公司的Floatgen浮式風電平臺（2MW機組）供電，配備Plug Power公司研發的1MW級船用抗浪型PEM電解槽，實現風電波動工況下的穩定制氫；

· 制氫能力：單日峰值產能400公斤綠氫（年產約146噸），氫氣純度達99.97%；

· 輸儲流程：氫氣經抗腐蝕海底管道輸至岸上壓縮站（壓力35MPa），罐裝供應工業客戶。

項目實施時間線

· 2022年9月：項目啟動，完成浮式平臺與電解系統集成設計；

· 2023年6月：產出全球首批深遠海浮動平臺綠氫；

· 2024年1月：通過12級海況測試，驗證設備抗沖擊與鹽霧防護性能；

· 2026年規劃：進入商業化運營，同步開發10MW級浮式制氫平臺。

圖 14：Sealhyfe項目制氫平臺

資料來源：Sealhyfe項目官網

5.3 海上風電+舊平臺改裝+電解設備：

該方案通過改造臨近退役的海上油氣平臺為制氫樞紐，并復用原有海底輸氣管道運輸綠氫，形成全鏈條降本路徑。其核心優勢在于資產盤活與基建復用——據DNV（挪威船級社）2023年2月《Repurposing Onshore Pipelines for Hydrogen》研究評估，現有油氣管道經適應性改造后，約70%可滿足純氫輸送技術要求，直接減少新建輸氫管網成本達40%~60%。此模式尤其適用于北海等老舊油氣田密集海域，實現能源設施低碳轉型與經濟效益雙提升。

具體項目

8、荷蘭PosHYdon 項目

由意大利油氣巨頭埃尼（Eni）集團旗下海王星能源公司（Neptune Energy）主導的PosHYdon項目，是全球首個將退役油氣平臺（Q13a-A）改造為綠氫樞紐的示范工程，旨在驗證海上風電、油氣設施與氫能體系的深度整合。項目核心數據與技術方案如下：

項目概況：技術路徑：利用海上風電驅動平臺電解制氫，氫氣混入天然氣通過既有海底管道回輸陸地（氫濃度≤20%），氧氣直接排海。

投資規模：總投資1000萬歐元，合作伙伴包括Nel Hydrogen（1.25MW PEM電解槽供應）、Emerson（智能運營系統）等。

分階段實施：

· 模擬測試階段（2024年前）：電力來源：通過海底電纜連接陸上電網，模擬海上風電波動供電；

· 制氫流程：海水淡化→電解制氫→混輸天然氣管道，日產量400公斤。

· 海上實測試階段（2024年10月起）：改用鄰近海上風電場供電，驗證設備抗鹽霧腐蝕、抗風浪沖擊等海上適應性。

· 規模化目標（2030-2035年）：拓展至百兆瓦級制氫平臺，探索純氫管道輸送。

當前進展：該項目已于2024年10月完成電解系統與平臺集成改造，通過陸上全流程測試，正式啟動北海海域實境制氫驗證。

圖 15：荷蘭PosHYdon項目改裝的海上退役油氣平臺Q13a-A

資料來源：PosHYdon項目官網

5.4 海上風電+陸上電解：

這種開發模式針對近岸海域的海上風電場，通過陸基電解制氫設施與風電場的協同運作，可有效平抑電力供需波動，實現電網負荷的動態調節。相較于離岸制氫方案，陸上制氫單元在氫氣儲運體系構建、設備全生命周期維護等方面具備顯著便利性，依托現有港口基礎設施可實現快速部署與高效運維。這種"近岸風電-陸域制氫"的耦合模式，既規避了深海制氫平臺的高昂建造費用，又可通過模塊化設計實現制氫系統的彈性擴容。

具體項目

9、英國Gigastack項目

由英國ITM Power公司主導的北海風電制氫項目，依托全球最大海上風電場Hornsea Two（由丹麥沃旭能源Ørsted運營，裝機容量1.4GW），打造陸上集中式綠氫供應體系，為亨伯工業集群（歐洲最大煉化基地）提供零碳氫源。

該項目核心實施路徑如下：

技術集成方案

· 能源輸入：直連Hornsea Two風電場，通過海底電纜輸送100MW綠電至岸上變電站；

· 制氫系統：在變電站下游部署100MW PEM電解槽集群，年產綠氫約2萬噸；

· 終端應用：直供菲利普斯66（Phillips 66）亨伯煉油廠，替代傳統碳氫燃料，實現煉化環節年減碳量超20萬噸。

資金與實施節點：

· 投資規模：獲英國政府全額資助750萬英鎊，重點突破大規模電解槽并網技術；

· 建設進度：2020年2月啟動基建，2023年完成電解槽廠房建設，2024年進入設備聯調階段；

· 產能目標：2025年正式投運，同步實現電解槽年產能擴容至1GW，支撐英國本土氫能裝備制造鏈。

圖 16：Gigastack項目技術集成方案示意圖

資料來源：Gigastack項目官網

復合開發模式項目

10、荷蘭Nort H2項目

項目背景與目標

NortH2是歐洲規模最大的海上風電制氫項目，由荷蘭殼牌（Shell）、天然氣網絡運營商Gasunie、格羅寧根港（Groningen Seaports）于2020年2月聯合發起，后續吸引了德國能源巨頭RWE、挪威國能（Equinor）等加入。該項目將推動荷蘭2030年實現11.5GW海上風電目標，其中三分之一專供制氫。項目旨在通過北海海上風電驅動大規模綠氫生產，構建覆蓋制氫、儲運、消納的全價值鏈，助力荷蘭及歐洲實現2030年碳減排50%、2050年碳中和的目標。

戰略定位：打造“北海氫能走廊”，推動工業、重載交通等難以電氣化領域的脫碳，并減少對化石能源的依賴。

技術方案與實施階段

風電裝機規劃：

· 2030年：4GW海上風電容量，全部用于電解制氫；

· 2040年：擴展至10GW以上，覆蓋北海深遠海風電場。

電解槽規模：

· 2027年：1GW電解槽投運，年產綠氫約4萬噸；

· 2030年：4GW電解槽，年產40萬噸綠氫

· 2040年：10GW+電解槽，年產100萬噸，可減少800萬~1000萬噸二氧化碳排放（相當于挪威全年道路交通碳排放量）

儲運方案：

利用荷蘭北部現有天然氣管道網絡及地下鹽穴儲存氫氣，降低新建基礎設施成本

通過改造后的天然氣管道向荷蘭、德國及北歐工業集群輸送綠氫

分階段推進

· 可行性研究（2020-2021）：驗證技術經濟性，確認整合海上風電、電解制氫與儲運的可行性

· 初期建設（2021-2027）：在荷蘭埃姆斯哈文（Eemshaven）建設首座大型電解制氫站；2027年實現1GW電解槽投運，并通過海底電纜連接首批海上風電場（此階段為海上風電+陸上電解開發模式）。

· 擴展階段（2027-2030）：海上風電裝機增至4GW，電解槽同步擴容，年產氫40萬噸；啟動北海鹽穴儲氫試點，驗證長期儲存安全性。

· 規模化階段（2030-2040）：2030年后，項目計劃在北海部署海上電解平臺或人工島，直接在海上風電場附近制氫，減少電力傳輸損耗。例如，部分設計考慮將電解槽集成到風機平臺或新建海上能源島上。實現10GW級風電-氫能一體化系統，年產氫百萬噸級；向歐洲工業、航運及航空燃料領域供應綠氫（此階段為海上風電+海上平臺+電解設備開發模式）。

圖 17：NortH2項目規劃圖

資料來源：NortH2項目官網

總結&展望

未來海上風電制氫將加速技術迭代與場景融合。PEM電解技術憑借快速響應特性，將持續主導海上場景，其系統成本將大幅降低，效率持續提升。浮式風電制氫（如英國Dolphyn項目）與深遠海開發結合，將突破傳統固定式平臺限制，推動規模化綠氫生產。同時，中國在海水直接電解制氫技術的突破（如無淡化海水制氫效率提升至95%），為全球提供了低能耗、低成本的創新路徑。此外，老舊油氣平臺改造制氫（如荷蘭PosHYdon項目）與海底儲氫網絡建設，將進一步盤活海洋資源，實現能源基礎設施的低碳轉型。

通過“風電+氫能+多場景應用”的協同開發，全產業鏈成本有望大幅下降。歐洲通過整合海上風電與港口氫能樞紐，構建“制氫-儲運-消納”閉環，降低運輸成本，據彭博新能源財經（BNEF）2023年發布的《2023年制氫平準化成本更新報告》和全球風能理事會（GWEC）于2024年4月發布的《全球風能報告2024》等多家研究顯示，預計到2030年，全球海上風電制氫平準化成本（LCOH）將從目前的3-4美元/kg降至1.5-2美元/kg，接近灰氫成本區間，經濟性拐點加速到來。

標準化與政策支持將成為關鍵推力。歐盟通過《歐洲氫能銀行》機制和碳關稅（CBAM）強化綠氫市場優勢，德國、荷蘭等國設立專項補貼（如德國20億歐元氫能基金），推動綠氫占工業用氫比例超50%。美國《通脹削減法案》雖因特朗普上臺面臨落地瓶頸，但其巨大的市場仍吸引跨國企業布局。中國則通過“風光氫儲一體化”示范工程，探索綠氫在能源消納與鄉村振興中的應用。國際層面，跨國氫能走廊（如北海氫能網絡）和統一認證體系（如國際綠氫標準ISO 19870）將加速全球綠氫貿易，破解區域供需失衡難題。

海上風電制氫正從示范探索邁向商業化爆發前夜，其本質是能源系統從“單一發電”向“多能耦合”的范式變革。隨著技術突破、政策協同與市場機制成熟，這一路徑不僅重塑能源地理格局（如北海、渤海灣等新興氫能樞紐崛起），更將推動海洋經濟從“資源開采”向“綠色智造”升級，成為人類邁向零碳未來的核心引擎。